煤炭振動(dòng)篩分設(shè)備用振動(dòng)器軸承的設(shè)計(jì)

同煤集團(tuán)鐵鋒煤業(yè)公司 范 斌

煤炭振動(dòng)篩分設(shè)備用振動(dòng)器軸承的設(shè)計(jì)

同煤集團(tuán)鐵鋒煤業(yè)公司 范 斌

在煤炭行業(yè)，大量使用各種振動(dòng)篩分設(shè)備對(duì)煤炭進(jìn)行各種工藝操作。實(shí)際生產(chǎn)中，振動(dòng)設(shè)備的損壞60%以上是由于振動(dòng)器軸承的損壞造成的，因此，振動(dòng)器軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的合理與否對(duì)整個(gè)振動(dòng)篩的性能有非常大影響。本文，筆者對(duì)振動(dòng)器軸承系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

一、振動(dòng)器軸承裝置的設(shè)計(jì)

振動(dòng)器典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，由圖可看出，振動(dòng)器由偏重塊、軸承裝置、軸承室密封，潤(rùn)滑等部分組成，其關(guān)鍵部件為軸承系統(tǒng)，軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括軸承的選擇計(jì)算，軸承的配合，密封潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)等，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1.振動(dòng)器軸承的選擇計(jì)算。振動(dòng)篩分設(shè)備在工作過(guò)程中，軸承在循環(huán)負(fù)荷下工作，且負(fù)荷一般較大，因此一般選擇調(diào)心滾子軸承。振動(dòng)篩分設(shè)備工作時(shí)，設(shè)備本身就產(chǎn)生非常大的噪音和振動(dòng)，對(duì)軸承的工作精度要求不高，允許產(chǎn)生一定的工作噪音，因此一般選用普通精度等級(jí)G級(jí)精度的軸承。由于振動(dòng)篩振動(dòng)器工作時(shí)軸承承受較大的沖擊力，同時(shí)軸承內(nèi)外配合也較緊，工作精度要求不高，因此可以選擇較大的游隙，如第3組輔助游隙的軸承。軸承大小的選擇一般按額定動(dòng)負(fù)荷來(lái)選擇，由于振動(dòng)器在工作過(guò)程中基本沒(méi)有軸向力作用，因此將激振力按當(dāng)量徑向負(fù)荷計(jì)算即可，基本額定動(dòng)負(fù)荷按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中，C為基本額定動(dòng)負(fù)荷計(jì)算值；fh為壽命系數(shù)，振動(dòng)器所用軸承使用壽命推薦值一般不低于20000h，取fh=3.0，具體值可根據(jù)振動(dòng)設(shè)備的工作性質(zhì)（連續(xù)，間斷）及對(duì)振動(dòng)器工作的可靠性來(lái)定；P為當(dāng)量負(fù)荷，即單個(gè)軸承所受激振力；fn為速度系數(shù)，振動(dòng)器的轉(zhuǎn)速一般為730～1000r/min，fn=0.395～0.320；fd為沖擊負(fù)荷系數(shù)，由于慣性振動(dòng)設(shè)備具有一定的沖擊力，因此取fd=1.2～1.8；fm為力矩負(fù)荷系數(shù)，一般取fm=1.5；ft為溫度系數(shù)，由于振動(dòng)器工作過(guò)程中軸承的溫升一般低于120°C，ft=1；Cr為軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定負(fù)荷。

根據(jù)上述公式計(jì)算出C后，按C＜Cr查出軸承參數(shù)性能表中所列軸承大小即可。

2.振動(dòng)器軸承的配合及軸向定位。振動(dòng)器工作過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)偏重塊旋轉(zhuǎn)，沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，因此軸承外圈所受負(fù)荷為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。在該旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的作用下，軸承在軸承室內(nèi)有進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的力的作用，如配合不合適，將引起軸承外圈在工作過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)，使軸承發(fā)熱損壞，因此軸承外圈一般選用較緊的配合，如N7級(jí)配合。

在偏重塊旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，軸承內(nèi)圈相對(duì)于偏心力方向不變，另外也不允許軸承在工作過(guò)程中在軸上滑動(dòng)，因此其配合一般選用具有一定間隙的h6級(jí)配合。

3.振動(dòng)器軸承的密封及潤(rùn)滑。由于慣性振動(dòng)篩用振動(dòng)器偏重塊轉(zhuǎn)速較低，一般不超過(guò)1200r/min，絕大部分在730～1000r/min之間，因此選用干油潤(rùn)滑即可滿足軸承極限轉(zhuǎn)速的要求。對(duì)于個(gè)別轉(zhuǎn)速較高，負(fù)荷較大的振動(dòng)器，可選用稀油潤(rùn)滑。

選用脂潤(rùn)滑時(shí)，一般選用2號(hào)或3號(hào)鋰基潤(rùn)滑脂，該類潤(rùn)滑脂具有良好的機(jī)械安定性，抗水性，防銹性及極壓抗磨性，適用溫度范圍-20°C～100°C。

對(duì)于脂潤(rùn)滑，軸承室端蓋與軸承室之間有縫隙，一般采用薄片彈性材料進(jìn)行密封，回轉(zhuǎn)軸與軸承蓋之間一般采用氈圈、唇形或間隙（迷宮式）密封。間隙密封由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸承蓋之間沒(méi)有直接接觸，密封部分不產(chǎn)生附加摩擦阻矩和附加熱量，因此是較為理想的密封方式，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，同時(shí)外形尺寸也較大。

氈圈或唇形密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造容易，同時(shí)也具有一定的密封性，但使用過(guò)程中由于軸和密封圈之間有摩擦，因此會(huì)產(chǎn)生一定的附加熱量，特別是唇形密封圈，和軸之間的摩擦力較大，產(chǎn)生的熱量更大，在沒(méi)有適當(dāng)潤(rùn)滑的情況下，很容易損壞。

為了進(jìn)一步提高密封的可靠性，實(shí)踐中采用了非接觸式密封和接觸式密封相結(jié)合的組合密封方式。非接觸式密封采用迷宮密封，迷宮的間隙中加入適量的潤(rùn)滑脂，既可有效地防止外部灰塵的侵入，也可保證氈圈的自潤(rùn)滑，使用效果良好。

二、結(jié)論

1.煤用振動(dòng)篩振動(dòng)器一般選用普通精度（G級(jí)）大游隙調(diào)心滾子軸承。

2.軸承外圈選用N7級(jí)配合，內(nèi)圈選用h6級(jí)配合。潤(rùn)滑一般采用干油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油采用鋰極潤(rùn)滑脂，密封采用迷宮式、氈圈、唇形圈密封或組合密封。

3.按上述方案設(shè)計(jì)的煤炭行業(yè)用振動(dòng)篩振動(dòng)器經(jīng)實(shí)踐證明，使用效果良好。